JPH05286343A - 座席用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空調に必要な消費動力の低減を図ることを目
的とする。 【構成】 冷凍サイクル中の、気液分離器９４と膨張弁
９６との間の配管９７より分岐したバイパス路１には補
助熱交換器３が介装されており、バイパス路１が分岐し
てまた元に戻るまでの本流の配管９７には、流量調整弁
５が介装されている。この流量調整弁５は前開状態から
全閉状態まで任意に調整可能である。補助熱交換器３
は、冷凍サイクル中の、圧縮器９０の下流かつ膨張弁９
６の上流であればよい。そして、補助熱交換器３は、第
１ダクト６２内において蒸発器７８の後流側に配置され
ている。なお、この補助熱交換器３は、上述した吸込口
６０から吹出口７２まで、即ち第１〜第３ダクト６２，
６６，７０内部であればどこに配置しても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用空調装置に関する
もので、例えば自動車用座席の周囲空間を空調するため
の空調装置として用いて有効である。

【０００２】

【従来の技術】従来、エバポレータを通過した空気をす
べてヒータ・コアに通し、再度加熱してから吹き出すリ
ヒート式の空調装置や、エバポレータを通過した空気
を、ヒータ・コアを通る空気と通らない空気とに分け、
ヒータ・コアを通過する空気の量をエアミックス・ダン
パによって調整し、冷風と温風の比率を変化させること
によって温度コントロールを行うエアミックスタイプの
空調装置（例えば実開昭５８−１３６８１３）が知られ
ている。これらのヒート・コアは通常エンジン冷却水が
内部に供給される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】こうした従来の空調装
置における温度コントロールは、エバポレータで例えば
５℃程度まで一旦冷却し、ヒータ・コアにより再加熱す
ることにより適当な温度にしていた。真夏時等で非常に
冷たい風が欲しいときには、エバポレータで冷却した空
気をほとんど加熱しないで送風する。また、やや涼しい
風が欲しいときには、例えば２５℃程度まで加熱して送
風する。このように、エバポレータを含む冷凍サイクル
においては、一般に実際に得たい温度以上にわざわざ冷
却し、それをヒータ・コアで必要に応じた温度まで上げ
て用いるのである。そして、加熱するヒータ・コアには
エンジン冷却水が供給されており、冷凍サイクルとは別
系統のものであるため、加熱に用いられたエネルギは冷
凍サイクルに還元されない。

【０００４】そこで本発明は、温度コントロールに用い
る加熱用熱交換器を冷凍サイクル中に配備することによ
り、温度コントロールに必要なエネルギを冷凍サイクル
に還元して省動力化が可能な座席用空調装置を提供する
ことを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するために本発明の車両用空調装置は、一端側に形成さ
れた吸込口より空気を導入し、他端側に形成された吹出
口より前記周囲空間に向けて空気を吐出するための導風
ダクト内に、圧縮器、凝縮器、減圧膨張手段、蒸発器を
有する冷凍サイクルの該蒸発器を、上記吸込口より導入
された導入空気と熱交換可能に配置し、着座員が着座す
る着座部を有する座席の周囲空間を空調する座席用空調
装置であって、上記冷凍サイクル中の、圧縮器の下流か
つ減圧膨張手段の上流に補助熱交換器を備え、該補助熱
交換器を上記導風ダクト内に配置し、上記蒸発器で冷却
される前の空気あるいは冷却された後の空気と熱交換可
能にしたことを特徴とする。

【０００６】本発明の座席用空調装置によれば、導風ダ
クトに導入された空気が蒸発器と熱交換することにより
冷却されると共に、その蒸発器で冷却される前の空気あ
るいは冷却された後の空気が補助熱交換器と熱交換する
ことによって温度調節が可能である。そして、蒸発器、
補助熱交換器は共に同じ冷凍サイクル中に配備され、同
じ冷媒が流入するものである。

【０００７】そのため、補助熱交換器において加熱に用
いられたエネルギは冷凍サイクルに還元される。従っ
て、いわゆるサブクール度をより多くとることができ、
従来のヒータ・コア使用のものと比べ、例えば冷凍サイ
クルにおいて必要な冷媒流量が少なくなる等、省動力化
を達成することが可能となる。

【０００８】また、温度コントロールの一例として、流
量調整手段により、冷凍サイクル中を流れる冷媒の、補
助熱交換器への流入量を調整することが考えられる。例
えばバイパス通路を設けて、補助熱交換器を通過する冷
媒と通過しない冷媒とに分け、補助熱交換器での熱交換
の度合を調整することにより温度コントロールを行うこ
とができる。

【０００９】もちろん、従来のエアミックスタイプと同
様に、蒸発器を通過した空気を、補助熱交換器を通る空
気と通らない空気とに分け、補助熱交換器を通過する空
気の量をエアミックス・ダンパによって調整し、冷風と
温風の比率を変化させることによって温度コントロール
をすることも可能である。何れにおいても、補助熱交換
器において加熱に用いられたエネルギは冷凍サイクルに
還元される。

【００１０】

【実施例】以下本発明の座席用空調装置を自動車用空調
装置として用いた場合の第１実施例について説明する。
図１は自動車の車室前方を模式的に示した断面図で、天
井１０６、フロントガラス１０８等で囲まれた車室空間
１２６内には着座部５０、背もたれ部５２、ヘッドレス
ト５８とからなる座席が車両の床面１１４に固定されて
いる。

【００１１】背もたれ部５２は着座部５０に対してその
傾斜角度が任意に調整可能なようにして連結されてお
り、その外形は金属性のフレーム８８およびスプリング
８４により形成されている。このフレーム８８の周囲に
はクッション材５６が配され、その表面は皮製、あるい
は布製の表皮５４によって覆われている。

【００１２】背もたれ部５２の上方部には、連接棒１１
６を介してヘッドレスト５８が上下動可能なように連接
されている。ヘッドレスト５８もその表面は表皮５７で
覆われ、その内部にクッション材５９が詰め込まれてい
る。第１ダクト６２は着座部５０と床面１１４との間の
空間に位置し、第１ダクト６２の左右中心位置には電動
モータ７６で回転駆動されるブロワーファン７４が配置
されている。このブロワーファン７４の回転により吸込
口６０からの空気吸引力が発生する。

【００１３】第１ダクト６２は、ジャバラダクト６４を
介して第２ダクト６６に連結されている。第２ダクト６
６は背もたれ部５２の下方端から上方端に向かって延び
ており、背もたれ部５２内のスプリング８４に図示しな
いブラケットによって固定されている。ジャバラダクト
６４は背もたれ部５２の傾斜角度が変化した時に、第１
ダクト６２と第２ダクト６６と角度変位を吸収するため
のものである。

【００１４】背もたれ部５２の上方より突出した第２ダ
クト６６の一端はジャバラダクト６８に連結され、この
ジャバラダクト６８はヘッドレスト５８の芯材６９に連
結されている。この芯材６９は内部が中空となってお
り、ダクト機能とヘッドレスト５８の芯材機能とを有し
ている。ジャバラダクト６８はヘッドレスト５８が上下
に移動した際に、芯材と第２ダクト６６との相対変位を
吸収するためのものである。

【００１５】芯材６９の上方開放端には第３ダクト７０
が連結されている。第３ダクト７０はおよそＬ字状に屈
曲しており、さらにその開放端である吹出口７２はジャ
バラ部（図示せず）の屈曲によりその開口方向が乗員の
頭上から車両の天井方向まで任意に設定可能となってい
る。

【００１６】これら第１〜第３ダクト６２，６６，７０
は樹脂材料よりなるもので、ダクト壁内に複数の空間部
がダクトの長手方向に延びるように形成されたハニカム
構造をなしている。この空間部によりダクト自体のヒー
トマスが低減され、最大冷房時の冷却時間の短縮化を図
ることができる。また、空間部は断熱作用もなしてお
り、とくに背もたれ部５２内に配される第２ダクト６６
においては、特に日射より座席自身に与えられる熱、あ
るいは乗員からの熱を遮断する効果が大きい。

【００１７】上述した第１ダクト６２内にはブロワーフ
ァン７４の後流側に蒸発器７８が配置されている。蒸発
器７８は従来より公知の冷凍サイクルの一部をなすもの
で、冷媒を圧縮する圧縮器９０、高温高圧冷媒を冷却す
る凝縮器９２、凝縮された冷媒を液冷媒とガス冷媒とに
分離する気液分離器９４、分離された液冷媒を膨張させ
て減圧する膨張弁９６とが順次冷媒配管によって連結さ
れている。

【００１８】そして、この冷凍サイクル中の、気液分離
器９４と膨張弁９６との間の配管９７より分岐したバイ
パス路１には補助熱交換器３が介装されており、また元
の配管９７に戻るよう接続されている。また、バイパス
路１が分岐してまた元に戻るまでと対応する本流の配管
９７には、流量調整弁５が介装されている。この流量調
整弁５は前開状態から全閉状態まで任意に調整可能であ
る。

【００１９】なお、上述した補助熱交換器３は、冷凍サ
イクル中の、圧縮器９０の下流かつ減圧膨張手段である
膨張弁９６の上流であればよい。本実施例では気液分離
器９４の下流側に配置してあるが、圧縮器９０と凝縮器
９２との間あるいは凝縮器９２と気液分離器９４との間
に配置しても同様に実施可能である。

【００２０】そして、補助熱交換器３は、第１ダクト６
２内において蒸発器７８の後流側に配置されている。な
お、この補助熱交換器３は、上述した吸込口６０から吹
出口７２まで、即ち第１〜第３ダクト６２，６６，７０
内部であればどこに配置しても良い。

【００２１】図１中、符号１１０は自動車のボンネッ
ト、１１２はハンドルを示す。次に本第１実施例の作動
について説明する。図示しないファンスイッチおよびエ
アコンスイッチを乗員がオンさせると、ブロワーファン
７４が回転する。ブロワーファン７４の吸引力により車
室空間１２６の空気が吸込口６０より吸い込まれ、蒸発
器７８と熱交換して冷却される。続いて、蒸発器７８で
冷却された後の空気が補助熱交換器３と熱交換すること
によって加熱されて温度調節される。

【００２２】そして、第２ダクト６６へ導かれた空気
は、第３ダクト７０を介して吹出口７２より吹き出され
る。吹き出された空気は乗員の頭部から足元側に向かっ
て流下する。そして、吹き出された空調空気は吸込口６
０に吸引される。この空気の流れを図１中に破線で示
す。本実施例では座席近傍の空間のみを空調しており、
所謂ゾーン空調をなしている。

【００２３】上述した蒸発器７８及び補助熱交換器３は
同じ冷凍サイクル中に配備され、同じ冷媒が流入する。
流量調整弁５を例えば全閉にすれば冷凍サイクル中を流
れる冷媒は全て補助熱交換器３を通過するため、加熱能
力が上昇し、比較的高い温度に調整できる。また、流量
調整弁５を全開にすれば、補助熱交換器３を通過する冷
媒流量が少なくなるため、比較的低い温度に調整可能で
ある。

【００２４】このように、補助熱交換器３において加熱
に用いられたエネルギは、膨張弁９６において減圧膨張
される前の高温冷媒によるものであり、冷凍サイクルに
還元される。従って、いわゆるサブクール度をより多く
とることができ、従来のヒータ・コア使用のものと比
べ、例えば同じ温度に調整したい場合の冷凍サイクルに
おいて必要な冷媒流量が少なくなる等、省動力化を達成
することが可能となる。

【００２５】なお、図１に示したものは補助熱交換器３
が第１ダクト６２内の風流路を全て塞ぐように配置され
ていたが、図２に示すように、風流路の一部のみを塞ぐ
ように配置しても良い。この場合は、補助熱交換器３を
通過しないで流れる空気もできることより、最大能力で
の冷房、いわゆるマックス・クール時に、補助熱交換器
３による温度上昇が少なくなり、図１に示すものよりも
より冷却した空気を生じることができる。逆に、補助熱
交換器３を通過しない冷却空気ができることで温度制御
幅が図１のものよりもやや小さくなるが、特に、図に示
すベール空調の場合には温度制御幅が比較的小さくても
よいので、十分に対応可能である。

【００２６】次に、第２実施例を図３を参照して説明す
る。第１実施例と同じ部分は同じ番号を付して詳しい説
明を省略する。第１実施例では、第１ダクト６２内の蒸
発器７８の後流に補助熱交換器３を単に配置しただけで
あるが、本第２実施例では両者の間にエアミックスダン
パ７が設けられており、補助熱交換器３を通過する空気
量を調整できるようにされている。また、補助熱交換器
３と蒸発器７８とは直列に接続されている。

【００２７】本第２実施例では、直列に配置されている
ため冷媒は全て補助熱交換器３を通過することとなる
が、エアミックスダンパ７の回度に応じて、補助熱交換
器３を通過する空気と、補助熱交換器３を迂回する空気
とに振り分けられる。従って、蒸発器７８だけを通過し
てそのまま第２ダクト６６に送る場合や、蒸発器７８を
通過した後、全て補助熱交換器３を通過させてから第２
ダクト６６に送る場合等制御の幅を大きく取れる。

【００２８】次に、第３実施例を図４を参照して説明す
る。この第３実施例は第１実施例と同様に配管９７より
分岐するバイパス路１が設けられており、補助熱交換器
３が並列に配置されている。そして、その分岐部分に流
路切替のための三方弁９が設けられている。また、バイ
パス路１が配管９７に戻る直前において、配管９７側か
らバイパス路１側への逆流を防止する逆止弁１１が設け
られている。

【００２９】本第３実施例においては、三方弁９を間欠
作動させることにより、補助熱交換器３の冷媒流量を調
整して温度コントロールを行う。補助熱交換器３側へ冷
媒が流れないように三方弁９を切り替えた場合、逆止弁
１１を設けたことによって配管９７から補助熱交換器３
側への逆流が防止され、いわゆるマックス・クール時
に、補助熱交換器３による温度上昇が少なくなる。一
方、補助熱交換器３側へ三方弁９を切り替えた場合に
は、冷媒は全て補助熱交換器３を通過する。このように
温度制御幅が大きく取れる。

【００３０】次に、第４実施例を図５を参照して説明す
る。この第４実施例は上述の第２実施例と同様に補助熱
交換器３と蒸発器７８とが直列に接続されているが、第
１ダクト６２内での両者の配置が異なっている。図５に
示すように、風の流れに対して補助熱交換器３と蒸発器
７８とが並列に配置されており、両者の間にダンパ１３
が設けられている。そして、ダンパ１３の回度に応じ
て、補助熱交換器３側へ導かれる空気と、蒸発器７８側
へ導かれる空気とに振り分けられ、両者の後流において
それぞれを通過した空気は混合されて第２ダクト６６へ
送られるように構成されている。

【００３１】従って、蒸発器７８だけを通過してそのま
ま第２ダクト６６に送る場合、蒸発器７８と補助熱交換
器３をそれぞれ通過した空気が混合されて送る場合、さ
らに補助熱交換器３だけを通過してそのまま第２ダクト
６６に送る場合等、温度制御の幅を大きく取れる。

【００３２】上述した第２〜第４実施例においても、補
助熱交換器３において加熱に用いられたエネルギは、膨
張弁９６において減圧膨張される前の高温冷媒によるも
のであり、冷凍サイクルに還元される。従って、第１実
施例と同様に、いわゆるサブクール度をより多くとるこ
とができ、従来のヒータ・コア使用のものと比べ、例え
ば冷媒流量を少なくする等、省動力化を達成することが
できる。

【００３３】また、上述の各実施例では一つの座席につ
いての例であったが、二つ以上の座席に対しても、各座
席にブロワーファン７４、蒸発器７８、補助熱交換器３
等を配置し、圧縮器９０、凝縮器９２、気液分離器９
４、膨張弁９６等は共用すればよい。

【００３４】さらにまた、日射量を測定する日射センサ
ー、吸込口６０内に吸い込まれる空気温度を測定する室
内温度センサー、および乗員が所望温度に設定する温度
設定装置等を設け、それらからの入力信号に基づいて流
量調整弁５の開度、三方弁９の切替、エアミックスダン
パ７、ダンパ１３の回度を調整するとよい。

【００３５】尚、上述のすべての実施例は自動車用の空
調装置として本発明を用いた場合の例であったが、本発
明は自動車用に限定されるものではなく、他の座席の空
調に用いることが可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の座席用空
調装置を用いれば、導入空気が蒸発器と熱交換すること
により冷却されると共に、補助熱交換器と熱交換するこ
とによって温度調節が可能であり、蒸発器、補助熱交換
器は共に同じ冷凍サイクル中に配備され同じ冷媒が流入
するため、補助熱交換器において加熱に用いられたエネ
ルギは冷凍サイクルに還元される。従って、従来のヒー
タ・コア使用のものと比べ、例えば冷凍サイクルにおい
て必要な冷媒流量が少なくなる等、省動力化を達成でき
るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の座席用空調装置を自動車用空調装置と
して用いた第１実施例を示す模式的断面図である。

【図２】第１実施例の別形態を示す模式的断面図であ
る。

【図３】第２実施例を示す模式的断面図である。

【図４】第３実施例を示す模式的断面図である。

【図５】第４実施例を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１…バイパス路、 ３…補助熱交換器、 ５…
流量調整弁、７…エアミックスダンパ、 ９…三方弁、
１３…ダンパ、６０…吸込口、 ６２…第１
ダクト、 ６６…第２ダクト、 ７２…吹出口、７４…
ブロワーファン、 ７８…蒸発器、 ９０…圧縮器、
９２…凝縮器、９４…気液分離器、 ９６…膨
張弁

フロントページの続き (72)発明者 大須賀 正彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端側に形成された吸込口より空気を導
   入し、他端側に形成された吹出口より前記周囲空間に向
   けて空気を吐出するための導風ダクト内に、圧縮器、凝
   縮器、減圧膨張手段、蒸発器を有する冷凍サイクルの該
   蒸発器を、上記吸込口より導入された導入空気と熱交換
   可能に配置し、着座員が着座する着座部を有する座席の
   周囲空間を空調する座席用空調装置であって、 上記冷凍サイクル中の、圧縮器の下流かつ減圧膨張手段
   の上流に補助熱交換器を備え、 該補助熱交換器を上記導風ダクト内に配置し、上記蒸発
   器で冷却される前の空気あるいは冷却された後の空気と
   熱交換可能にしたことを特徴とする座席用空調装置。
2. 【請求項２】 上記冷凍サイクル中を流れる冷媒の、上
   記補助熱交換器への流入量を調整することにより上記補
   助熱交換器での熱交換の度合を調整する流量調整手段を
   備えたことを特徴とする請求項１記載の座席用空調装
   置。